爆炸冲击波对3种建筑玻璃的作用过程

江祺 刘彤 王汝恒 潘婷

江祺, 刘彤, 王汝恒, 潘婷. 爆炸冲击波对3种建筑玻璃的作用过程[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(2): 229-234. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0229-06
引用本文: 江祺, 刘彤, 王汝恒, 潘婷. 爆炸冲击波对3种建筑玻璃的作用过程[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(2): 229-234. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0229-06
Jiang Qi, Liu Tong, Wang Ru -heng, Pan Ting. Action of explosion shock wave on three kinds of architectural glass[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(2): 229-234. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0229-06
Citation: Jiang Qi, Liu Tong, Wang Ru -heng, Pan Ting. Action of explosion shock wave on three kinds of architectural glass[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(2): 229-234. doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0229-06

爆炸冲击波对3种建筑玻璃的作用过程

doi: 10.11883/1001-1455(2014)02-0229-06
基金项目: 国家自然科学基金项目(10972187)
详细信息
    作者简介:

    江祺(1988—), 男, 硕士研究生

  • 中图分类号: O383.2

Action of explosion shock wave on three kinds of architectural glass

Funds: Supported by the National Natural Science Foundation of China (10972187)
More Information
  • 摘要: 借助ANSYS/LS -DYNA程序,采用ALE方法描述炸药和空气场,采用Lagrange方法描述玻璃,玻璃除考虑拉应力失效外,还增加了切应变失效判据,并给出了针对不同玻璃的建模方法和计算参数。利用建立的模型对爆炸冲击波对钢化夹胶玻璃、普通夹胶玻璃和浮法玻璃3种常用建筑玻璃的作用过程进行了数值模拟。计算结果可较好地反映实验中玻璃出现的冲切破坏现象,发生破坏时的冲击波超压也与实验结果吻合。研究表明,钢化玻璃比普通玻璃具有更强的抗爆性能,夹层玻璃中的PVB能有效地阻止玻璃的飞溅。
  • 图  1  计算模型

    Figure  1.  Calculational model

    图  2  不同情况下冲击波超压峰值随爆距的变化

    Figure  2.  Peak overpressures varied with explosion distance under different conditions

    图  3  钢化夹胶玻璃的破坏特征

    Figure  3.  Damage of toughened PVB -laminated glass

    图  4  普通夹胶玻璃的破坏特征

    Figure  4.  Damage of common PVB -laminated glass

    图  5  浮法玻璃的破坏特征

    Figure  5.  Damageoffloat glass

    表  1  钢化夹胶玻璃的冲击波超压

    Table  1.   Shock overpressure of toughened PVB -laminated glass

    R/mΔpf/MPa破坏情况
    数值模拟实验数值模拟实验
    0.60.098 60.100 6未破坏未破坏
    0.50.247 00.160 1破坏破坏
    0.40.419 00.287 1破坏局部飞溅
    下载: 导出CSV

    表  2  普通夹胶玻璃的冲击波超压

    Table  2.   Shock overpressure of common PVB -laminated glass

    R/mΔpf/MPa破坏情况
    数值模拟实验数值模拟实验
    0.80.048 30.049 6未破坏未破坏
    0.70.067 40.068 6破坏破坏
    0.60.098 60.100 6破坏破坏
    下载: 导出CSV

    表  3  浮法玻璃的冲击波超压

    Table  3.   Shock overpressure of float glass

    R/mΔpf/MPa破坏情况
    数值模拟实验数值模拟实验
    0.80.048 30.049 6未破坏未破坏
    0.70.067 40.068 6破坏整体飞溅
    0.60.098 60.100 6破坏整体飞溅坏
    下载: 导出CSV
  • [1] 张青松, 陈峻, 李兴华, 等.高层建筑玻璃幕墙冲击波防护问题的研究[J].建筑科学, 2007, 23(6): 53-56. doi: 10.3969/j.issn.1002-8528.2007.06.014

    Zhang Qing-song, Chen Jun, Li Xing-hua, et al. Research on blast protection issues of glazing curtain wall in highlevel buildings[J]. Building Science, 2007, 23(6): 53-56. doi: 10.3969/j.issn.1002-8528.2007.06.014
    [2] Larcher M, Solomos G, Casadei F, et al. Experimental and numerical investigations of laminated glass subjected to blast loading[J]. International Journal of Impact Engineering, 2012, 39(1): 42-50. doi: 10.1016/j.ijimpeng.2011.09.006
    [3] Krauthammer T, Altenberg A. Negative phase blast effects on glass panels[J]. International Journal of Impact Engineering, 2000, 24(1): 1-17. doi: 10.1016/S0734-743X(99)00043-3
    [4] 邓荣兵, 金先龙, 陈峻, 等.爆炸冲击波对玻璃幕墙破坏作用的多物质ALE有限元模拟[J].高压物理学报, 2010, 24(2): 81-87. doi: 10.3969/j.issn.1000-5773.2010.02.001

    Deng Rong-long, Jin Xian-long, Chen Jun, et al. Application of ALE multi-material formulation for blast analysis of glass curtain wall[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2010, 24(2): 81-87. doi: 10.3969/j.issn.1000-5773.2010.02.001
    [5] 仲倩, 王伯良, 黄菊, 等. TNT空中爆炸超压的相似律[J].火炸药学报, 2010, 33(4): 32-35. doi: 10.3969/j.issn.1007-7812.2010.04.008

    Zhong Qian, Wang Bo-lian, Huang Ju, et al. Study on the similarity law of TNT explosion overpressure in air[J]. Chinese Journal of Explosives & Propellants, 2010, 33(4): 32-35. doi: 10.3969/j.issn.1007-7812.2010.04.008
    [6] 李裕春, 时党勇, 赵远. ANSYS10.0/LS-DYNA基础理论与工程实践[M].北京: 中国水利水电出版社, 2006: 235-236.
    [7] LS-DYNA keyword user's manual: Version 970[Z]. California: Livermore Software Technology Corporation, 2003.
    [8] 杨鑫, 石少卿, 程鹏飞.空气中TNT爆炸冲击波超压峰值的预测及数值模拟[J].爆破, 2008, 25(1): 15-18. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/bp200801004

    Yang Xin, Shi Shao-qing, Cheng Peng-fei. Forecast and simulation of peak overpressure of TNT explosion shock wave in the air[J]. Blasting, 2008, 25(1): 15-18. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/bp200801004
    [9] JGJ 102-2003玻璃幕墙工程技术规范[S].北京: 中国建筑工业出版社, 2003: 28-32.
    [10] Cronin D S, Bui K, Kaufmann C, et al. Implementation and validation of the Johnson-Holmquist ceramic material model in LS-DYNA[C]//Proceedings of the 4th European LS-DYNA User Conference. Stuttgart, Germany: DYNAmore GmbH, 2003.
    [11] 石磊, 杜修力, 樊鑫.爆炸冲击波数值计算网格划分方法研究[J].北京工业大学学报, 2010, 36(11): 1465-1470. doi: 10.11936/bjutxb2010111465

    Shi Lei, Du Xiu-li, Fan Xin. A study on the mesh generation method for numerical simulation of blast wave[J]. Journal of Beijing University of Technology, 2010, 36(11): 1465-1470. doi: 10.11936/bjutxb2010111465
    [12] 白金泽. LS-DYNA3D理论基础与实践分析[M].北京: 科学出版社, 2005: 74-100.
  • 加载中
图(5) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  4147
  • HTML全文浏览量:  479
  • PDF下载量:  825
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-24
  • 修回日期:  2013-01-07
  • 刊出日期:  2014-03-25

目录

    /

    返回文章
    返回